問1
★
大気の層
大気の層のうち、雲や雨などの天気の変化が起こる、いちばん下の層を何というか。
答えを見る
答え対流圏
対流圏は、地表から約12 kmまで。
中学理科 / 地学分野
Unit 34
大気と湿度
なぜ山に登ると雲の中に入る？湿度 60% って何が 60% なの？
大気の構造と湿度・露点・雲のでき方を整理しよう。
🌤️ 大気の層💧 湿度☁️ 雲のでき方
1
大気の構造と気圧
地球を取り巻く空気の層(大気)は、実は一様ではなく、高さによって性質の異なる何層かに分かれている。私たちが経験する天気の変化は、そのうちの一番下の薄い層だけで起きている。
地球の大気は下から対流圏・成層圏・中間圏・熱圏の順に重なる。気圧は上空ほど低く、高さ約5.5 km で地表の約半分になる。
図1：大気の層構造。天気が起きるのは対流圏；成層圏にはオゾン層がある。
❌ よくある誤解
誤：上空に行くほど太陽に近づくので、対流圏より高い層は常にどんどん暑くなり続ける
正：気温は対流圏では上空ほど下がるが、成層圏ではオゾン層が紫外線を吸収するため逆に上空ほど上がる、というように層ごとに変化のパターンが異なる。「上空＝常に暑い、または常に寒い」ではない
気温の変化パターンが層によって違う(上がったり下がったり)という点が、大気の層構造を理解するうえでの面白さであり、誤解しやすいポイントでもある。
高校地学では、気圧が高度とともに指数関数的に減少する関係を数式で扱い、大気の成分比率（窒素約78%・酸素約21%など）が高度によってどう変化するかまで、より定量的に学ぶ。高校地学の範囲
2
湿度と露点
冷たい飲み物を入れたコップの表面に水滴がつくのは、コップの周りの空気が冷やされて、含みきれなくなった水蒸気が水に戻るから。この「含みきれなくなる温度」を露点といい、雲ができる仕組みも同じ原理である。
湿度は空気に含まれる水蒸気量の割合（%）。気温が下がって空気中の水蒸気量が飽和水蒸気量に達した温度を露点といい、その時に水滴（霧・雲・露）ができる。
FORMULA — 湿度の計算
湿度（%）= 現在の水蒸気量（g/m³）÷ 飽和水蒸気量（g/m³）× 100
飽和水蒸気量は気温が高いほど大きい（25℃：23.1 g/m³、0℃：4.8 g/m³）
☁️ 雲のでき方
- 地表付近の湿った空気が上昇する（上昇気流）
- 上空ほど気圧が低い → 空気が膨張して冷える（断熱膨張）
- 気温が露点まで下がる → 水蒸気が水滴・氷晶になる → 雲ができる
❌ よくある誤解
誤：湿度が同じ(例：湿度50%)なら、含まれている水蒸気の実際の量も同じである
正：湿度(%)は「その気温での飽和水蒸気量に対する割合」なので、気温が違えば同じ湿度でも実際に含まれる水蒸気量（g/m³）は異なる。夏の湿度50%と冬の湿度50%では、含まれる水蒸気の実際の量は大きく違う
湿度は「割合」であって「絶対量」ではない。飽和水蒸気量が気温によって大きく変わるため、同じ湿度でも季節によって実際の水蒸気の量は違う。
高校地学では、上昇する空気が雲を作る前と後で温度の下がり方が変わる現象（乾燥断熱減率と湿潤断熱減率の違い）を学び、フェーン現象（山を越えた空気が高温で乾燥した風になる現象）を、この温度変化の違いから定量的に説明できるようになる。高校地学の範囲
🎯 テストでの問われ方
定期テストでは、気温と飽和水蒸気量の表・グラフから湿度を計算させる問題、乾湿計の示度から湿度表を使って湿度を求めさせる問題が頻出。高校入試でも、露点の測定実験（金属製コップに水と氷を入れて水滴がつき始める温度を調べる）から、そのときの空気の水蒸気量や湿度を逆算させる定番の計算問題が出題される。
🎯 練習問題
まず自分で解いてから、「答えを見る」を押して確かめよう。
問2
★
湿度を求める
気温25℃の空気1 m³に、11.55 gの水蒸気が含まれている。湿度は何%か。25℃の飽和水蒸気量は23.1 g/m³とする。
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答え50%
湿度 = 水蒸気量 ÷ 飽和水蒸気量 × 100。
問3
★★
湿度を求める
気温0℃の空気1 m³に、3.6 gの水蒸気が含まれている。湿度は何%か。0℃の飽和水蒸気量は4.8 g/m³とする。
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答え75%
湿度 = 水蒸気量 ÷ 飽和水蒸気量 × 100。
問4
★★
水蒸気量を求める
気温25℃、湿度60%の空気1 m³に含まれる水蒸気は何gか。25℃の飽和水蒸気量は23.1 g/m³とし、小数第2位まで答えよ。
答えを見る
答え13.86 g
水蒸気量 = 飽和水蒸気量 × 湿度 ÷ 100。
問5
★★
露点
空気が冷やされて、水蒸気が水滴になり始めるときの温度を何というか。
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答え露点
露点より温度が下がると、水滴ができる。
問6
★★★
冷やしたときに出る水滴
気温25℃、湿度100%の空気1 m³を0℃まで冷やした。水滴になって出てくる水蒸気は何gか。飽和水蒸気量は、25℃で23.1 g/m³、0℃で4.8 g/m³とする。
答えを見る
答え18.3 g
ふくみきれなくなった分が水滴になる。23.1 − 4.8。
✅ この単元のまとめ
- 大気の層：対流圏（天気）→成層圏（オゾン層）→中間圏→熱圏
- 気圧は上空ほど低い（大気の重さが上に積み重なるため）
- 湿度（%）= 現在の水蒸気量 ÷ 飽和水蒸気量 × 100
- 露点：空気が冷えて水蒸気が凝結し始める温度
- 雲：上昇気流→断熱膨張→露点以下に冷却→水滴・氷晶が集まる
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